CH366536A - Verfahren zur Herstellung von Steroiden - Google Patents

Description

      Verfahren        zur    Herstellung von Steroiden    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  neues Verfahren zur     fermentativen        lla-Hydroxylie-          rung    von Steroiden der     Pregnanreihe    bei gleichzei  tiger     oxydativer    Abspaltung der Seitenkette in     17-          Stellung.     



  Das erfindungsgemässe Verfahren, das zur Bil  dung von 11     a,17ss-Dihydroxysteroiden    der     Andro-          stanreihe    führt, ist dadurch gekennzeichnet, dass man  ein     Steroid    der     Pregnanreihe,    das in     11-Stellung    eine       Methylengruppe    aufweist, bei einer Belüftung     mit     mehr als 2 1 Luft/Min. pro<B>100</B> 1 Gärmedium mit  einem Pilz der Gattung     Sporotrichum    in Berührung  bringt. Dabei tritt gleichzeitig     lla-Hydroxylierung     und Abbau der     17ständigen    Seitenkette ein.  



  Der Abbau der     17-Seitenkette    von Steroidverbin  dungen auf rein chemischem Wege ist bekannt, wobei  niedrige Ausbeuten erzielt werden. Im vorliegenden  Verfahren sind jedoch die Ausbeuten hoch. Der ein  zige operative Schritt ist einfach, wobei es von be  sonderem Vorteil ist, dass die     11-Methylengruppe     gleichzeitig mit der Seitenkette unter Bildung eines  11     a-Hydroxysteroids        oxydiert    wird.

   Die Wirksamkeit  von     Sporotrichumpilzen    bezüglich der     11a-Hydroxy-          lierung        übersteigt    auch diejenige anderer     Pilze,    die  bei andern Substraten wie     1-Dehydrosteroiden        einge-          setzt    werden. Ein weiterer Vorteil der Oxydation mit       Sporotrichum    besteht darin, dass im Vergleich zu an  dern     hydroxylierenden    Organismen die Bildung von  Nebenprodukten minimal ist.  



  Bei der     Durchführung    des Verfahrens gemäss vor  liegender Erfindung wird das zu     behandelnde        Steroid-          substrat,    zweckmässig in einem Lösungsmittel wie  Aceton gelöst, der Kultur eines     Pilzes    der Gattung       Sporotrichum    ausgesetzt.

   Nach     Clements    und     Shear,     Genera of Fungi (Hafner     Publishing        Company,    New  York, 1954) gehört die Gattung     Sporotrichum    zur  Familie der     Moniliaceen    der Klasse     Deuteromycetes       (Fungi     Imperfecti).    Zu den     geprüften    und im erfin  dungsgemässen Verfahren verwendbaren Gliedern der  Gattung     Sporotrichum    gehören die Arten:         Sporotrichum        sulfurescens    A. T. C.

   C. 7159  (Katalognummer der     American    Type     Culture          Collection),          Sporotrichum        carnis    A. T. C. C.<B>11501,</B>       Sporotrichum        camis    A. T. C. C. 15507,       Sporotrichum        epigaeum    A. T. C. C. 7145,       Sporotrichum        bombycinum    A. T. C.

   C. 7139,       Sporotrichum        folücola        Oud.,          Sporotrichum        pulviniforme        Thum,          Sporotrichum        olivaceum    Fr.,       Sporotrichum        globuliferum,          Sporotrichum        maritimem,          Sporotrichum        anthophilum,          Sporotrichum        griseolum,

            Sporotrichum        roseolum        Oud.    und     Beijerinck,          Sporotrichum        poae        PK.,          Sporotrichum        epui,          Sporotrichum        Beurmanni    M.

   und     Ram.    und       Sporotrichum        Schencckü.       Fermentation,     Zusammensetzung    des Nährme  diums, Art der     Beimpfung    und Zugabe des Substrates  sind     nicht    entscheidend für das vorliegende Ver  fahren. Man kann z. B. nach den von     Murray    und       Peterson    in den USA-Patenten     Nrn.    2<B>721828</B> und  2 602 769 eingehend beschriebenen Arbeitsweisen  vorgehen.    Die für die Fermentation zur Verfügung stehende  Sauerstoffmenge ist von wesentlicher Bedeutung.

         Geringe    Mengen an     Sauerstoff,    das heisst weniger als  etwa 21     Luft/Min.    pro 1001     Gärmedium,    bewirken nur  eine     Hydroxyherung    in 11     a-Stellung,    während grössere  Mengen erfindungsgemäss den gleichzeitigen     oxydati-          ven    Abbau der     17ständigen    Seitenkette bewirken. Die      genaue Sauerstoffmenge variiert mit der Art des ver  wendeten     Pilzes,    der Temperatur, dem speziellen  Substrat und der Dauer der     Fermentierung.    So erhält  man z.

   B. mit     Sporotrichum        sulfurescens    bei einer Be  lüftungsgeschwindigkeit von mindestens 5 1 Luft/Min.  pro 100 1 Medium die erwünschte Oxydation bei 20  bis 25 . Vorzugsweise arbeitet man mit 8-15 1 Luft  pro Min.    <I>Beispiel 1</I>  l     la-Hydroxy-testosteron       Man stellt 12 1 eines Mediums her, das pro 1  Lösung 2 g     (NH@2S04,    1,0 g     K2HP04,    30 g     Cerelose,     0,01 g     FeS04,    0,5g     M9S04,    0,3g     ZnS04,    0,5g     KCl     in     Leitungswasser    enthält,

       sterilisiert    und impft nach  dem Abkühlen mit einer 24 Stunden alten Kultur  von     Sporotrichum        epigaeum    A. T. C. C. 7145. Nach  einer weiteren Züchtungsperiode von 24 Stunden mit       einer    Belüftungsgeschwindigkeit von 1 1 Luft pro  Minute (pro 12 1 Medium) setzt man eine Lösung  von 3 g Progesteron in 50 ml Aceton zu. Die Fer  mentation und     Belüftung    wird bei     Zimmertemperatur     während 48 Stunden     fortgesetzt.     



  Nach dem Absaugen wird das     Mycel    auf dem  Filter mit etwa 2 1 Wasser gewaschen, mit Aceton  getrocknet und zweimal mit je etwa 1,5 1     Methylen-          chlorid    extrahiert. Das Filtrat wird mit etwa 3 1     Me-          thylenehlorid,    dann     mit    6 1     Mycelextrakt    und zwei  mal mit 3 1     Methylenchlorid    extrahiert.

   Die     ver-          einigten        Extrakte        werden        mit        1,5    1     2%iger        Bicarbo-          natlösung    und 3 1 Wasser gewaschen und über Na  triumsulfat getrocknet. Aus dem Extrakt erhält man  beim Einengen 5,75 g Rückstand, der dreimal mit  20 ml Portionen     Äther-Hexan    verrieben wird. Man  erhält 1,45 g     kristallines        lla-Hydroxy-testosteron     vom     Smp.    178-182  C;     [a]v    +     90     (Chloroform).

    



  Gleiche Ergebnisse werden erhalten, wenn man  Progesteron mit andern Arten von     Sporotrichum    wie       Sporotrichum        sulfur6scens,        Sp.        carnis,        Sp.        bomby-          cinum    usw.     fermentativ    abbaut.  



  In     analoger    Weise ergeben andere Substrate,       nämlich:          Desoxycorticosteron,          17a,21-Dihydroxy-4-pregnen-3,20-dion    oder       17a-Hydroxy-progesteron     alle das gleiche Produkt, das heisst     lla-Hydroxy-          testosteron.     



  <I>Beispiel 2</I>  11     a,17ss-Dihydroxy-1,4-androstadien-3-on     Verwendet man im Beispiel 1 eine 24stündige  Kultur von     Sporotrichum        epigaeum    A. T. C. C. 7145,  so erhält man nach Zusatz von 3 g     21-Hydroxy-1,4-          pregnadien-3,20-dion    in<B>100</B> ml Aceton,     Fermentie-          rung    und Belüftung (600     ml/Minute)    und     viermaliger     Extraktion mit 3 1     Methylendichlorid    nach Ent  fernen des Extraktionsmittels 4,81g Rückstand, der  dreimal mit je 20 ml     Äther-Aceton    (5 : 1) verrieben  wird.

   Es verbleiben 1,22 g kristallines     lla,17ss-Di-          hydroxy-1,4-androstadien-3-on    vom     Smp.    170 bis  174  C.    Die gleiche Arbeitsweise ergibt mit andern Sub  straten, wie:       1,4-Pregnadien-3,20-dion    und       17a,21-Dihydroxy-1,4-pregnadien-3,20-dion     die gleichen Ergebnisse.

      <I>Beispiel 3</I>       lla,17ss-Dihydroxy-4-androsten-3-on     (11     a-Hydroxy-testosteron)            12    1     eines        Mediums        aus        1 /o        Cerelose        und        2%          Corn        steep        liquor        (60%        Feststoffe)

          in        Leitungswasser          wurden        mit    5     %        iger        NaOH        auf        einen        pH-Wert        von     4,9 eingestellt.

   Dazu gab man etwa 45 ml     Speeköl-          Octadecanol    als     Entschäumungsmittel.    Man sterili  sierte 45 Minuten bei einem     Druck    von 1,4     at    und  impfte mit 650 ml einer 48stündigen Kultur von       Sporotrichum        sülfurescens    A. T. C. C. Nr. 7159. Das  Medium wurde mit 200     U./Min.    gerührt und mittels  einer Fritte mit steriler Luft in einer Menge von  2     I/Min.        belüftet.    Nach 24 Stunden wurde eine Di  spersion von 3 g     17a,21-Dihydroxy-4-pregnen-3,20-          dion    zugesetzt.

   Nach 24stündiger Fermentation bei  einer Belüftung von 2     I/Min.    wurde gemäss Beispiel 1       extrahiert    und aufgearbeitet, wobei man etwa 1,4 g       lla-Hydroxy-testosteron    erhielt.    <I>Beispiel 4</I>    Die Fermentation einer Dispersion von 5 g       Pregnan    - 3,20 -     dion    mit     Sporotrichum        epigaeum     A. T. C. C.

   Nr. 7159 in 24 1 Medium nach den An  gaben des Beispiels 1 ergab bei einer Belüftung von  3     I/Min.    für 24 1 Medium 11     a,17ss-Dihydroxy-ätio-          cholan-3-on.       Belüftete man mit etwa 10 1 Luft pro 100 1 Me  dium unter sonst gleichen     Fermentationsbedingungen     wie im Beispiel 1, so ergab:  a)     17a-Hydroxy-pregnan-3,20-dion    das     lla,17ss-          Dihydroxy-5ss-androstan-3-on        (lla,17ss-Dihydroxy-          ätiocholan-3-on).     



  b)     3a,17a-Dihydroxy-pregnan-20-on    das     3a,lla,          17ss-Trihydroxy-5ss-androstan.     c)     3ss,17a-Dihydroxy-pregnan-20-on    das     3ss,11 ,          17ss-Trihydroxy-5,6-androstan.     <I>d)</I>     Pregnan    -     3ss,20    -     diol    das     3ss,11         ,17ss    -     Tri-          hydroxy-5ss\androstan.     



  e)     Allopregnan    - 3,20 -     dion    das l     la,17ss    -     Di-          hydroxy-Sa-androstan-3-on.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von l l ,17ss - Di- hydroxysteroiden der Androstanreihe, dadurch ge kennzeichnet, dass man ein Steroid der Pregnanreihe, das eine Methylengruppe in 11 -Stellung aufweist, bei einer Belüftung mit mehr als 2 1 Luft/Min. pro 100 1 Gärmedium mit einem Pilz der Gattung Sporotrichum in Berührung bringt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Ausgangsverbindung Progesteron, 21-Hydroxy-1,4-pregnadien-3,20-dion oder 17a,21- Dihydroxy - 4 - pregnen-3,20-dion ver wendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man einen Pilz der Art Sporo- trichum sulfurescens, Sporotrichum carnis, Sporo- trichum epigaeum oder Sporotrichum bombycinum verwendet. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Belüftungsgeschwindigkeit 5 bis 15 1 ,Luft/Min. pro 100 1 Gärmedium beträgt.